碳基超級(jí)電容器的研究的開題報(bào)告

碳基超級(jí)電容器的研究的開題報(bào)告開題報(bào)告題目：碳基超級(jí)電容器的研究一、研究背景及意義隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題的日益突出，人們對(duì)于新型高性能電化學(xué)儲(chǔ)能裝置提出了更高的要求。超級(jí)電容器作為一種高效、可靠、可重復(fù)充放電的電化學(xué)儲(chǔ)能器件，具有比傳統(tǒng)電化學(xué)儲(chǔ)能方式更為理想的能源儲(chǔ)存方式。而碳基超級(jí)電容器因?yàn)榫哂蟹€(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、高比表面積、良好的導(dǎo)電性和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來研究的熱點(diǎn)之一。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外對(duì)碳基超級(jí)電容器的研究已經(jīng)非常深入。國內(nèi)研究主要集中在低成本的制備方法上，如化學(xué)氧化-活化法、熱解-活化法等；而國外研究則更加注重材料表面的改性和表面積的提高，以及電極設(shè)計(jì)與優(yōu)化等方面。三、研究?jī)?nèi)容和計(jì)劃本研究主要針對(duì)碳基超級(jí)電容器材料的制備、表面改性和電極設(shè)計(jì)等方面展開研究，具體計(jì)劃如下：1.碳基材料制備方面選取常見的碳材料，如活性炭、石墨烯等，采用不同的制備方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，例如化學(xué)氧化-活化法、熱解-活化法等，探究制備碳基材料的最優(yōu)方法。2.材料表面改性方面將制備好的碳基材料進(jìn)行表面改性，例如化學(xué)修飾等方式，探究表面改性對(duì)超級(jí)電容器性能的影響，如比表面積、電化學(xué)活性等。3.電極設(shè)計(jì)方面設(shè)計(jì)不同形式的電極，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，例如多孔處理、涂覆導(dǎo)電聚合物等，探究電極結(jié)構(gòu)對(duì)超級(jí)電容器性能的影響。四、預(yù)期成果通過本研究，我們期望可以得到以下成果：1.得到一種高效的制備碳基材料的方法。2.探究表面改性對(duì)超級(jí)電容器性能的影響，并得出優(yōu)化表面改性的方法。3.探究不同形式的電極結(jié)構(gòu)對(duì)超級(jí)電容器性能的影響，并得出優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)的方法。4.建立碳基超級(jí)電容器的模型，對(duì)其實(shí)際儲(chǔ)能效果進(jìn)行模擬計(jì)算。五、研究意義本研究對(duì)于碳基超級(jí)電容器的研究具有重要的意義：1.有效提高儲(chǔ)能效率，降低能源的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。2.探究碳基材料的制備方法和表面改性對(duì)超級(jí)電容器性能的影響，為超級(jí)電容器的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。3.推動(dòng)碳基超級(jí)電容器的發(fā)展，為人類能源可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。六、研究方法本研究主要采用以下方法：1.碳基材料制備實(shí)驗(yàn)。2.表面改性實(shí)驗(yàn)。3.電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。4.建立碳基超級(jí)電容器模型進(jìn)行模擬計(jì)算。七、研究進(jìn)度本研究計(jì)劃于2021年6月開始，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)完成所有實(shí)驗(yàn)工作，并得出初步成果。其中，第一年主要完成碳基材料制備實(shí)驗(yàn)和表面改性實(shí)驗(yàn)；第二年主要完成電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)算等工作。八、研究團(tuán)隊(duì)本研究團(tuán)隊(duì)由本學(xué)院xx教授領(lǐng)銜，分別包括x位碩士研究生和x位本科生。團(tuán)隊(duì)成員具備扎實(shí)的物理化學(xué)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，并參與過多項(xiàng)關(guān)于電化學(xué)儲(chǔ)能器件的研究，具有豐富的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)。參考文獻(xiàn)1.Li,L.;Liang,H.;Li,F.;etal.Preparationandelectrochemicalperformanceofactivatedcarbonnanofiberswithtunablemicropores.AppliedSurfaceScience2020,500,144000.2.Xu,H.;Xu,Q.;Gao,H.;etal.Surfacemodificationofcarbonelectrodesbynitricacidandtheirpropertiesforsupercapacitorapplication.JournalofPowerSources2019,415,62-67.3.Su,X.;Wei,Z.;Wu,Q.;etal.Double-shelledhollowcarbonsphereswithhighsurfaceareaandhighporevolumeforhigh-per